6、java反射机制与注解

反射，reflection，听其名就像照镜子一样，可以看见自己也可以看见别人。在java语言中这是一个很重要的特性。下面是来自sun公司官网关于反射的介绍：
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Reflection is a feature in the Java programming language. It allows an executing Java program to examine or "introspect(内省)" upon itself, and manipulate(操作) internal properties of the program. For example, it's possible for a Java class to obtain the names of all its members and display them. 
The ability to examine and manipulate a Java class from within itself may not sound like very much, but in other programming languages this feature simply doesn't exist. For example, there is no way in a Pascal, C, or C++ program to obtain information about the functions defined within that program. 
One tangible(实际的) use of reflection is in JavaBeans, where software components can be manipulated visually via(通过) a builder tool. The tool uses reflection to obtain the properties of Java components (classes) as they are dynamically loaded. 
反射是java语言的一个特性，它允程序在运行时（注意不是编译的时候）来进行自我检查并且对内部的成员进行操作。例如它允许一个java的类获取他所有的成员变量和方法并且显示出来。这种能自我检查和操作内部属性的java类我们不常看到，但是在其他的比如C或者C++语言中很不就存在这个特性。像Pascal、C、C++无法获得内部方法的任何信息;一个实际运用是在JavaBean中，通过一个构造工具操作javaBean的各个组件，这个构造工具就是运用反射功能在javaBean动态加载时来获取他的属性。 

先看看Class的构造器：
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/*
* Constructor. Only the Java Virtual Machine creates Class
*/ 
private Class() {} 
注释很明确的告诉了我们，这个类是有JVM来创建的，所以我们就不用麻烦了。如果我们拿到一个类的类型信息，就可以利用反射获取其各种成员以及方法了。（注：Class 从JDK1.5版本后就开始更多为泛型服务了）那么我们怎么拿到一个类型的信息呢？假设我们有一个Role类：
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package org.Smart; 
   /*
    * a class Role has some methods and attribute
    */ 
public class Role { 
    public Role(){} 
    public Role(String s){} 
    private String s; 
    private int x; 
    public void fun1(String s){ 
    System.out.println(s); 
    } 
    public  void  fun2(){ 
        System.out.println("ok"); 
    } 
} 
测试：
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public class Sample {  
    @SuppressWarnings("rawtypes") 
    public static void main(String...s)  { 
        Class c=Role.class; 
        Method[] m=c.getDeclaredMethods(); 
        for(int x=0;x<m.length;x++){ 
            System.out.println(m.toString()); 
        } 
    } 
} 

获得Class 实例的几种方式：
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Class cls1 = Role.class; 
Class cls2 = Class.forName("org.Smart.Role"); 
Role r=new Role(); 
Class cls3=r.getClass(); 
Class cls4= Boolean.TYPE;  //仅适用基本数据类的包装类 
注意第二种方式中，forName中的参数一定是完整的类名（包名+类名），并且这个方法需要捕获异常。现在得到cls1就可以创建一个Role类的实例了，利用Class的newInstance方法相当于调用类的默认的构造器
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Class c; 
try { 
     c = Class.forName("org.Smart.Role"); 
     Role r=(Role) c.newInstance();        //等同Role r=new Role();利用newInstance()理解为Role的无参构造方法 
     r.fun2(); 
} catch (ClassNotFoundException e) { 
     e.printStackTrace(); 
} 
获得构造器：getConstructors/getDeclaredConstructors  （不含私有/含私有）并可以设置为私有或公有的
获得属性：getFields/getDeclaredFields
获得方法：getMethods/getDeclaredMethods

调用类的方法：
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Class c= Role.class; 
        Object obj=c.newInstance(); 
        Method fun=c.getDeclaredMethod("fun1", String.class); //若方法fun1没有参数写null，有参数写入参数类型 
        fun.invoke(obj, "e");//没有参数写null，有参数传参数值 
设置属性值：
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Field f=c.getDeclaredField("x"); 
f.setInt(obj, 32); //int x；必须是public声明的，setInt与int型对应； 
讲到这里使用了java.lang.reflect包中的Method/Field/Constructor类，这些类都是接收Class.get()获得的方法/属性/构造器，还有一个最重要的运用：jvm核心之一Proxy代理，将在下章内容中讲解；
Class的其他重要方法：
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static Class<?>                 forName(String name, boolean initialize, ClassLoader loader) //Class内部方法 
static Class<?>                 forName(String className)//外部调用方法 
<A extends Annotation>A       getAnnotation(Class<A> annotationClass) 
Annotation[]                  getAnnotations() 
ClassLoader               getClassLoader()//获取类加载器 
Class<?>[]                  getInterfaces() //获取接口 
String                        getName()//获取类名 
Package                   getPackage()  //获取包类型 
Class<? super T>        getSuperclass()//获取父类 

下面接着讲注解：
JDK 5中引入了源代码中的注解（annotation）这一机制。注解使得Java源代码中不但可以包含功能性的实现代码，还可以添加元数据。注解的功能类似于代码中的注释，所不同的是注解不是提供代码功能的说明，而是实现程序功能的重要组成部分。Java注解已经在很多框架中得到了广泛的使用，用来简化程序中的配置。

java注解又叫java标注，java提供了一套机制，使得我们可以对方法、类、参数、包、域以及变量等添加标准(即附上某些信息)。且在以后某个时段通过反射将标注的信息提取出来以供使用。
Java从1.5版本以后默认内置三个标注：
@Override:只能用在方法之上的，用来告诉别人这一个方法是改写父类的。
@Deprecated:建议别人不要使用旧的API的时候用的,编译的时候会用产生警告信息,可以设定在程序里的所有的元素上.
@SuppressWarnings:这一个类型可以来暂时把一些警告信息消息关闭.
但是，仅仅这三个标注是不能满足我们开发时一些需求的。所以java允许我们自定义注解来使用。

从某种角度来说，可以把注解看成是一个XML元素，该元素可以有不同的预定义的属性。而属性的值是可以在声明该元素的时候自行指定的。在代码中使用注解，就相当于把一部分元数据从XML文件移到了代码本身之中，在一个地方管理和维护。

如何自己设计一个注解？
先看一下rt.jar下面的java.lang.annotation包：
Target.class
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@Documented 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) 
@Target(ElementType.ANNOTATION_TYPE) 
public @interface Target {        //@Target自己用自己来声明自己,只能用在ANNOTATION_TYPE之上 
    ElementType[] value(); 
} 
  //Java中提供了四种元注解，专门负责注解其他的注解，分别如下 
  //@Documented将注解包含在JavaDoc中32  public @interface Documented { 
  //@Inheried允许子类继承父类中的注解      
  //@Retention元注解，表示保存在什地方。可选的RetentionPoicy参数包括：public @interface Retention{    
  //RetentionPolicy.SOURCE: 停留在java源文件，编译器被丢掉  public enum RetentionPolicy { 
  //RetentionPolicy.CLASS：停留在class文件中，但会被VM丢弃（默认） 
  //RetentionPolicy.RUNTIME：内存中的字节码，VM将在运行时也保留注解，因此可以通过反射机制读取注解的信息 
 
  //@Target元注解，表示使用在什么地方。可用的ElementType参数包括     
  //ElementType.CONSTRUCTOR: 构造器声明   public enum ElementType { 
  //ElementType.FIELD: 成员变量、对象、属性（包括enum实例） 
  //ElementType.LOCAL_VARIABLE: 局部变量声明 
  //ElementType.METHOD: 方法声明 
  //ElementType.PACKAGE: 包声明 
  //ElementType.PARAMETER: 参数声明 
  //ElementType.TYPE: 类、接口（包括注解类型)或enum声明        
   //ElementType.ANNOTATION_TYPE  Annotation type declaration 
   @interface是一个关键字，在设计注解的时候必须把一个类型定义为@interface，而不能用class或interface关键字,@Retention用来声明注解的保留策略，有CLASS、RUNTIME和SOURCE这三种属性，分别表示注解保存在字节码.class文件、JVM运行时刻和源代码.java文件中。只有当声明为RUNTIME时，才能通过反射机制获取到注解信息。@Target用来声明注解可以添加哪些元素类型；
    SOURCE代表的是这个Annotation类型的信息只会保留在程序源码里，源码如果经过了编译之后，Annotation的数据就会消失,并不会保留在编译好的.class文件里面。
    ClASS的意思是这个Annotation类型的信息保留在程序源码里,同时也会保留在编译好的.class文件里面,在执行的时候，并不会把这一些信息加载到虚拟机(JVM)中去.注意一下，当你没有设定一个Annotation类型的Retention值时，系统默认值是CLASS.
     RUNTIME,表示在源码、编译好的.class文件中保留信息，在执行的时候会把这一些信息加载到JVM中去的．
   @Documented的目的就是让这一个Annotation类型的信息能够显示在javaAPI说明文档上;没有添加的话，使用javadoc生成API文档的时候就会找不到这一个类型生成的信息.
   如果需要把Annotation的数据继承给子类，那么就会用到@Inherited这一个Annotation类型.
我们在来看下@Override注解：
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@Target(ElementType.METHOD)      
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE) 
public @interface Override { 
} 
从上面可以得出：该注解只能在方法前使用，保存在源代码中，不会把@T...@R保存在.class文件中，但是通过反编译还是会打印出这两个注解？

使用@Override的时候只需要一个声明即可,而没有传递参数，称为标记注解（marker annotation ），代表某种配置语义。
使用@SuppressWarnings("xxxtype")，里面传递了一个参数；其实里面是一个名值对语句:value="xxxtype",省略了value=这个字符串；

所有的Annotation会自动继承java.lang.annotation这一个接口,所以不能再去继承别的类或是接口. ；只能用public或默认(default)这两个访问权限声明这个注解类；方法的返回值只能是基本类型(与注解传来的参数相接)byte,short,char,int,long,float,double,boolean和String,Enum,Class,annotations等数据类型,以及这一些类型的数组；如果只有一个成员变量,最好把变量名称设为"value",后加括号 String value()，这样注解时可以省略value这个字段，形式上是一个无参方法；多个成员变量后面都要加()，像int x();

自己设计一个Description注解类：
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@Target(ElementType.TYPE)  //使用在类前,注意后面没有;分号 
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  //保证在jvm中 
public @interface Description { 
    String info(); 
    String str(); 
} 
使用Description注解：
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@Description(info="skx",str="good name!!") 
public class UseDescription { 
} 
查看注解：

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Class c=UseDescription.class; 
//获取UseDescription里面的@Description注解 
Description obj=(Description) c.getAnnotation(Description.class); 
//获取Description.info方法的返回值 
System.out.println(obj.info());  //skx